[发明专利]一种在未来网络NDN下的广域网中虚拟机在线迁移方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信和云计算技术领域，尤其是涉及一种在未来网络NDN下的广域网中虚拟机在线迁移方法。

背景技术

虚拟化整合服务器通过虚拟化将物理服务器虚拟成虚拟服务器，在物理服务器数目相同的情况下虚拟出更多的服务器，充分利用资源，可以在电力和冷却成本上获得巨大节省。虚拟机的迁移为服务器集群的负载均衡提供了条件，灵活动态管理管理调节云计算环境资源。

随着互联网技术的不断发展，当代IP网络的问题也日益暴露出来。IP的窄腰的设计之初是为了实现网络的通信，已经渐渐的满足不了当代通信和服务所需要的大数据量通信，从而严重的降低了通信的效率。TCP／IP协议设计之初没有考虑到安全性，因此现在对TCP／IP提供的安全性属于事后考虑的安全性，而这种安全性很难为现代网络中为数据提供真正的安全。随着IP地址的逐渐耗尽，急需一种新的网络来满足当代服务的需求。

NDN(Named Data Networking)是由NSF(National Science Foundation)资助的一种新型未来网络。NDN设计则是针对Content数据块s内容的窄腰，网络通信是面向内容的网络通信，它的传输能力很好的满足了当代应用和通信的需求。NDN的寻址方式是通过分层形式的名字(hierarchically structured names)进行寻址的，对数据(内容)进行命名，名字没有长度限制。NDN在协议的设计之初就将安全性设计到协议之中，使用面向数据的安全机制，NDN会对每个Content Object中的数据进行签名，使安全性成为NDN中的独立的一个层，极大的提高了数据在网络传输过程中的安全性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在未来网络NDN下的广域网中虚拟机在线迁移方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种在未来网络NDN下的广域网中虚拟机在线迁移方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)迁移数据发送方将虚拟机迁移数据写入到标准输入流中，并将数据封装成数据消息发布到内容缓冲区中；

(2)迁移数据接收方向迁移数据发送方请求数据，迁移数据发送方从内容缓冲区中查询数据，并发送给迁移数据接收方；

(3)迁移数据接收方接收数据消息，并对数据解析后写入到标准输出流中，虚拟机从标准输出流中读取数据并加载虚拟机；

(4)虚拟机从一个局域网迁移到另一个局域网迁移时，虚拟机地址修改进程读取配置文件检测虚拟机的地址信息和配置信息，并通过构造扩展ARP协议修改虚拟机的地址信息；

(5)修改完地址信息后，虚拟机自动检测连到本机的所有远程客户端主机的IP地址，并向所有远程客户端主机发送修改NDN路由表命令，远程客户端主机收到命令后，自动修改本机的NDN路由表使其与虚拟机能正常通信，从而达到应用的不间断。

实施步骤(1)具体为，虚拟机采用Qemu-Kvm的exec方式进行迁移，先将虚拟机数据写入到标准输入流中，NDN迁移程序从标准输入流中读取数据，再通过对数据块进行计数的方法产生数据块的名字，根据获得的名字对数据进行命名后，将数据封装成数据消息发布到内容缓冲区中。

实施步骤(2)具体为，先通过对数据块进行计数的方法产生数据块的名字，再根据名字构造请求消息，并将该请求消息发送给数据发送方，数据发送方从内容缓冲区中查询数据接收方请求的数据，并发送给数据接收方。

步骤(4)所述的扩展ARP协议是对ARP进行重写，在ARP协议的基础上增加新的字段，所述的字段包括虚拟机原地址u_char vm_spa[4]，虚拟机迁移到新局域网的子网掩码u_char netmask[4]，虚拟机迁移到新局域网的网关u_char gateway[4]，扩展字段u_char extend_nrp[4]，虚拟机新地址u_char atp_tpa[4]。

实施步骤(4)具体为，

41)虚拟机地址修改进程读取配置文件信息，填充扩展ARP协议的所有字段，设置表示请求修改虚拟机的地址信息的操作码字段，设置以太网协议类型字段为扩展ARP协议类型，构造以太网报头，源MAC地址为迁移数据接收方主机的MAC地址，目的MAC地址为虚拟机的MAC地址，将构造好的以太网帧发送给虚拟机；

42)当虚拟机收到以太网帧后，判断以太网协议类型字段是否为扩展ARP协议类型，扩展ARP协议数据包是否为请求修改虚拟机的地址信息的请求包，如果是则解析出所有的信息，并构造扩展ARP协议的确认包发送给虚拟机的宿主主机；